Rus / Eng


ISSN 2074-9414 (Print)

ISSN 2313-1748 (Online)
Свидетельство о регистрации
ЭЛ № ФС 77 - 72312 от 1.02.2018 г.

Ответственная за выпуск:
Кирякова Алёна Алексеевна

Выпускающий редактор:
Лосева Анна Ивановна

Учредитель и издатель:
ФГБОУ ВО «Кемеровский
государственный университет»
https://kemsu.ru/

Главный редактор сетевого издания:
Просеков Александр Юрьевич

Контакты:
650000, г. Кемерово, ул. Красная, 6
тел.: +7 (3842) 58-80-24
e-mail: fptt@kemsu.ru,
food-kemtipp@yandex.ru,
fptt98@gmail.com

Подписаться на рассылку содержания свежего номера

Отправить рукопись 
Информация о статье

Количество просмотров: 131

Название статьи КЕРАТИНАЗЫ STREPTOMYCES И BACILLUS: СВОЙСТВА И НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Авторы

Дмитриева А.И., научный сотрудник лаборатории биотестирования природных нутрицевтиков, Кемеровский государственный университет, a_piskaeva@mail.ru

Алексеенко А.В., канд. техн. наук, научный сотрудник кафедры микробиологии, опухолевой и клеточной биологии, Каролинский институт, andrey.alekseenko@scilifelab.se

Белова Д.Д., канд. техн. наук, младший научный сотрудник лаборатории микробиологии и биотехнологий Института живых систем, ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта», antonina-daria@mail.ru

Пискаева Н.И., студент, ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», nina-piskaeva@mail.ru

Терещук Л.В., д-p техн. наук, профессор, профессор кафедры технологии продуктов питания из растительного сырья, ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», terechuk_l@mail.ru

Рубрика ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
Год 2020 Номер журнала 4 УДК 636.087:547.962.9
DOI 10.21603/2074-9414-2020-4-602-615
Аннотация Введение. Перопуховые отходы являются перспективным источником кормового белка. По химическому составу перопуховое сырье является ценным источником питательных веществ и актуально как компонент кормовых добавок. Цель работы заключалась в скрининге бактерий с высокой кератинолитической активностью для снижения антропогенной нагрузки на экосистему путем применения биопрепарата на основе консорциума штаммов для утилизации сложных органических отходов птицефабрик.
Объекты и методы исследования. Лиофилизированные штаммы микроорганизмов и перопуховые отходы. В работе были использованы современные биоинформатические методы обработки данных: филогенетическая идентификации ферментов, алгоритм поиска ортологичных генов InParanoid 8, а также стандартные биотехнологические методы: электрофоретический анализ в полиакриламидном геле, анализ аминокислотного состава, микроскопия, высокоэффективная жидкостная хроматография.
Результаты и их обсуждение. Произведен скрининг кератинолитических штаммов с использованием баз данных белковых последовательностей. Доказано, что гомологичные (гомология более 98 %) по кератиназам штаммы относятся к родам Streptomyces и Bacillus. Обозначены группы ферментов, потенциально участвующих в деградации кератина. Для выделенных ферментов была проведена филогенетическая идентификации, которая основывалась на анализе с использованием специализированного алгоритма поиска ортологичных генов InParanoid 8.
Выводы. На основании совокупной оценки отобраны четыре штамма микроорганизмов, обладающих максимальной ферментативной активностью по отношению к кератину. К данным штаммам были отнесены бактерии рода Bacillus, а именно Bacillus licheniformis B-740, Bacillus pumilus B-508 и Bacillus subtilis ATCC 6051, а также бактерия Streptomyces albidoflavus ATCC 25422. Перечисленные штаммы использовались для создания биосовместимого консорциума по переработке отходов птицефабрик (перопуховые сырье) в кормовую добавку. Было подтверждено наличие биологически ценных веществ, содержащихся в полученных гидролизатах, а также возможность их использования в качестве высокобелкового компонента кормовой добавки для сельскохозяйственных животных.
Ключевые слова Кератинолитическая активность, кератиназа, перопуховые отходы, переработка отходов, скрининг микроорганизмов, кормовой белок
Информация о статье Дата поступления 29 мая 2020 года
Дата принятия в печать 25 декабря 2020 года
Дата онлайн-размещения 25 декабря 2020 года
Выходные данные статьи Кератиназы Streptomyces и Bacillus: свойства и направления использования / А. И. Дмитриева, А. В. Алексеенко, Д. Д. Белова [и др.] // Техника и технология пищевых производств. – 2020. – Т. 50, № 4. – С. 602–615. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-4-602-615.
Загрузить полный текст статьи
Список цитируемой литературы
  1. Efficient keratinase expression via promoter engineering strategies for degradation of feather wastes / J.-S. Gong, J.-P. Ye, L.-Y. Tao [et al.] // Enzyme and Microbial Technology. – 2020. – Vol. 137. https://doi.org/10.1016/j.enzmictec.2020.109550.
  2. Abdel-Naby, M. A. Catalytic, kinetic and thermodynamic properties of Bacillus pumilus FH9 keratinase conjugated with activated pectin / M. A. Abdel-Naby, M. H. El-Araby, H. A. El-Refai // International Journal of Biological Macromolecules. – 2016. – Vol. 85. – P. 238–245. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2015.12.078.
  3. Combining pro-peptide engineering and multisite saturation mutagenesis to improve the catalytic potential of keratinase / C. Su, J.-S. Gong, Y.-X. Sun [et al.] // ACS Synthetic Biology. – 2019. – Vol. 8, № 2. – P. 425–433. https://doi.org/10.1021/acssynbio.8b00442.
  4. Biodegradation of feather waste keratin by the keratin-degrading strain Bacillus subtilis 8 / Z. He, R. Sun, Z. Tang [et al.] // Journal of Microbiology and Biotechnology. – 2018. – Vol. 28, № 2. – P. 314–322. https://doi.org/10.4014/jmb.1708.08077.
  5. Bhari, R. Thermostable and halotolerant keratinase from Bacillus aerius NSMk2 with remarkable dehairing and laundary applications / R. Bhari, M. Kaur, R. S. Singh // Journal of Basic Microbiology. – 2019. – Vol. 59, № 6. – P. 555–568. https://doi.org/10.1002/jobm.201900001.
  6. Molecular and biochemical characterization of a thermostable keratinase from Bacillus altitudinis RBDV1 / V. A. Pawar, A. S. Prajapati, R. C. Akhani [et al.] // 3 Biotech. – 2018. – Vol. 8, № 2. https://doi.org/10.1007/s13205-018-1130-5.
  7. Identification of two new keratinolytic proteases from a Bacillus pumilus strain using protein analysis and gene sequencing / S. Fellahi, A. Chibani, E. Feuk-Lagerstedt [et al.] // AMB Express. – 2016. – Vol. 6, № 1. https://doi.org/10.1186/s13568-016-0213-0.
  8. Identification and characterization of a novel antioxidant peptide from feather keratin hydrolysates / M.-Y. Wan, G. Dong, B.-Q. Yang [et al.] // Biotechnology Letters. – 2016. – Vol. 38, № 4. – P. 643–649. https://doi.org/10.1007/s10529-015-2016-9.
  9. Yang, Y. Utilizing discarded plastic bags as matrix material for composites reinforced with chicken feathers / Y. Yang, N. Reddy // Journal of Applied Polymer Science. – 2013. – Vol. 130, № 1. – P. 307–312. https://doi.org/10.1002/app.39173.
  10. Biodegradation of feather waste by keratinase produced from newly isolated Bacillus licheniformis ALW1 / A. M. Abdel-Fattah, M. S. El-Gamal, S. A. Ismail [et al.] // Journal of Genetic Engineering and Biotechnology. – 2018. – Vol. 16, № 2. – P. 311–318. https://doi.org/10.1016/j.jgeb.2018.05.005.
  11. Effective biodegradation of chicken feather waste by co-cultivation of keratinase producing strains / Z. Peng, X. Mao, J. Zhang [et al.] // Microbial Cell Factories. – Vol. 2019. – Vol. 18, № 1. https://doi.org/10.1186/s12934-019-1134-9.
  12. Huang, M. Secretory expression and purification of Bacillus licheniformis keratinase in insect cells / M. Huang, R. Chen, G. Ren // PLoS ONE. – 2017. – Vol. 12, № 8. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0183764.
  13. Пискаева, А. И. Оптимизация параметров культивирования консорциума микроорганизмов-деструкторов кератина в биотехнологических целях / А. И. Пискаева, А. Ю. Просеков // Известия Иркутского государственного университета. Серия: Биология. Экология. – 2016. – Т. 16. – С. 53–61.
  14. Научно-методические подходы к развитию технологии белковых гидролизатов для специального питания. Часть 1. Технология производства и технические характеристики гидролизатов / Ю. Я. Свириденко, Д. С. Мягконосов, Д. В. Абрамов [и др.] // Пищевая промышленность. – 2017. – № 5. – С. 48–51.
  15. Пискаева, А. И. Получение высокобелковой кормовой добавки из перопуховых отходов: дис. … канд. техн. наук: 03.01.06 / Пискаева Анастасия Игоревна. – Кемерово, 2020. – 172 с.
  16. Effective feather degradation and keratinase production by Bacillus pumilus GRK for its application as bio-detergent additive / M. Ramakrishna Reddy, K. Sathi Reddy, Y. Ranjita Chouhan [et al.] // Bioresource Technology. – 2017. – Vol. 243. – P. 254–263. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.06.067.
  17. Abdel-Naby, M. A. Structural characterization, catalytic, kinetic and thermodynamic properties of Keratinase from Bacillus pumilus FH9 / M. A. Abdel-Naby, H. A. El-Refai, M. H. A. Ibrahim [et al.] // International Journal of Biological Macromolecules. – 2017. – Vol. 105. – P. 973–980. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.07.118.
  18. Nnolim, N. E. Bacillus sp. FPF-1 produced keratinase with high potential for chicken feather degradation / N. E. Nnolim, A. I. Okoh, U. U. Nwodo // Molecules. – 2020. – Vol. 25, № 7. https://doi.org/10.3390/molecules25071505.
  19. Егоров, А. М. Бактериальные ферменты и резистентность к антибиотикам / А. М. Егоров, М. М. Уляшова, М. Ю. Рубцова // Acta Naturae. – 2018. – Т. 10, № 4 (39). – С. 33–48.